Разбивка свайных фундаментов и шпунтовых ограждений является ключевым этапом в процессе строительства, который обеспечивает точное расположение конструкций в соответствии с проектной документацией. При этом учитываются как геодезические данные, так и особенности грунта, что позволяет избежать возможных деформаций и обеспечить надежность фундамента на этапе эксплуатации.
Технология разбивки включает в себя использование специального оборудования для маркировки мест установки свай и шпунтов, а также контроль за вертикальностью и уровнем. Важно, чтобы разбивка была выполнена с высокой точностью, так как любые отклонения могут негативно сказаться на устойчивости сооружений и их долговечности.
Разбивки при сооружении свайных фундаментов и шпунтовых ограждений
— соответствие фактической глубины заложения и размеров конструкций и качества примененных материалов предусмотренным в РД.
12 Свайные фундаменты, шпунтовые ограждения, анкеры, нагели
Вытеснительные сваи, сваи-оболочки, шпунт заводского изготовления и набивные вытеснительные сваи
12.1.1 Вытеснительные способы погружения предварительно изготовленных свай: забивка, вибропогружение, вдавливание и завинчивание. Дополнительно используемые для облегчения погружения средства по согласованию с проектной организацией: лидерное бурение, удаление грунта из полых свай и свай-оболочек и т.п.
При подготовке к производству работ по свайным фундаментам и шпунтовым ограждениям следует учитывать:
— данные о расположении в зоне влияния производства работ существующих подземных сооружений, электрокабелей с указанием глубины их заложения, линий электропередач, зданий и сооружений, а также мероприятия по их защите;
— при необходимости, подготовку основания под копровое и буровое оборудование исходя из инженерно-геологических условий площадки строительства и типа применяемого оборудования.
Примечание — В пределах акватории работы допускается производить при волнении не более 1 балла, если применяют плавучие краны и копры водоизмещением не более 500 т, и не более 2 баллов — при большем водоизмещении, а самоподъемные платформы — при волнении не более 4 баллов.
12.1.2 При применении для погружения свай и шпунта молотов или вибропогружателей вблизи существующих зданий и сооружений необходимо оценить опасность для них динамических воздействий, исходя из влияния колебаний на деформации грунтов оснований, технологических приборов и оборудования.
Примечание — Оценку влияния динамических воздействий на деформации оснований, сложенных практически горизонтальными (уклон не более 0,2), выдержанными по толщине слоями песка, кроме водонасыщенных пылеватых, можно не производить при забивке свай молотами массой не более 7 т на расстоянии более 20 м, при вибропогружении свай — 25 м и шпунта — 15 м до зданий и сооружений. В случае необходимости погружения сваи и шпунта на меньших расстояниях до зданий и сооружений должны быть приняты меры по уменьшению уровня и непрерывной продолжительности динамических воздействий (погружение свай в лидерные скважины, снижение высоты подъема молота, чередующаяся забивка ближайших и более удаленных свай от зданий и др.) и проведены геодезические наблюдения за осадками зданий и сооружений.
12.1.3 Не допускается забивка и вибропогружение свай на расстоянии менее 5 м, шпунта — 1 м и полых круглых свай диаметром не более 0,6 м — 10 м до подземных стальных трубопроводов с внутренним давлением не свыше 2 МПа.
Погружение свай и шпунта около подземных трубопроводов с внутренним давлением свыше 2 МПа на меньших расстояниях или большего поперечного сечения можно производить только с учетом данных обследования и при соответствующем обосновании в РД.
12.1.4 Дополнительные меры, облегчающие погружение свай и шпунта (подмыв, лидерные скважины и др.), следует применять по согласованию с проектной организацией в случае возможного отказа забиваемых элементов менее 0,2 см или скорости вибропогружения менее 5 см/мин.
12.1.5 Применение подмыва для облегчения погружения свай допускается на участках, удаленных не менее чем на 20 м от существующих зданий и сооружений и не менее удвоенной глубины погружения свай. В конце погружения подмыв следует прекратить, после чего сваю необходимо допогрузить молотом или вибропогружателем до получения расчетного отказа без применения подмыва.
12.1.6 Для погружения свай могут использовать дизельные и паровоздушные молоты, а также гидромолоты, вибропогружатели и вдавливающие установки. Выбор оборудования для погружения свайных элементов следует производить в соответствии с приложениями Д и Е, исходя из необходимости обеспечения предусмотренных РД несущей способности и заглубления в грунт свай и шпунта на заданные проектные отметки, а шпунта — заглубления в грунт. Выбор оборудования для забивки свай длиной более 25 м выполняют расчетом с использованием программ, основанных на волновой теории удара.
При забивке свай на расстоянии менее 20 м от существующих зданий и сооружений необходимо выполнить оценку влияния на них от погружения свай. При расстоянии от 20 до 40 м обязателен контроль за состоянием зданий при забивке свай. При этом до начала работ по забивке свай здания, расположенные на расстоянии менее 40 м, необходимо подвергнуть осмотру на предмет наличия трещин и сверхнормативных деформаций.
12.1.7 Секции составных свай-оболочек, используемые для наращивания погружаемых свай-оболочек, подлежат контрольному стыкованию на строительной площадке для проверки их соосности и соответствия РД закладных деталей стыков (в пределах установленных допусков) и должны быть замаркированы и размечены несмываемой краской для их правильного присоединения (стыкования) на месте погружения.
12.1.8 В начале производства работ по забивке свай следует забивать от 5 до 20 пробных свай (число установлено в РД), расположенных в разных точках строительной площадки с регистрацией числа ударов на каждый метр погружения с контролем их несущей способности по отказам. Результаты измерений следует фиксировать в журнале работ.
12.1.9 В конце погружения свай, когда фактическое значение отказа близко к расчетному, производят его измерение. Отказ свай в конце забивки или при добивке следует измерять с точностью не более 0,1 см.
При забивке свай паровоздушными молотами одиночного действия, а также гидромолотами или дизельными молотами последний залог следует принимать равным 30 ударам, а отказ определять как среднее значение из 10 последних ударов в залоге. При забивке свай молотами двойного действия продолжительность последнего залога должна быть равной 3 мин, а отказ следует определять как среднее значение глубины погружения сваи от одного удара в течение последней минуты в залоге.
При вдавливании свай регистрируют конечное усилие вдавливания на каждые 10 см на последних 50 см погружения.
12.1.10 При вибропогружении свай или свай-оболочек продолжительность последнего залога принимается равной 3 мин. В течение последней минуты в залоге необходимо замерить потребляемую мощность вибропогружателя, скорость погружения с точностью не более 1 см/мин и амплитуду колебания сваи или сваи-оболочки с точностью не более 0,1 см — для возможности определения их несущей способности.
12.1.11 Сваи с отказом больше расчетного следует подвергать контрольной добивке после их "отдыха" в грунте в соответствии с ГОСТ 5686. В том случае, если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектная организация должна установить необходимость контрольных испытаний свай статической нагрузкой и корректировки РД.
12.1.12 Сваи длиной не более 10 м, недопогруженные более чем на 15% проектной глубины, и сваи большей длины, недопогруженные более чем на 10% проектной глубины, а для мостов и транспортных гидротехнических сооружений также сваи, недопогруженные более чем на 25 см до проектного уровня, при их длине не более 10 м и недопогруженные более 50 см при длине свай более 10 м, но давшие отказ, равный или менее расчетного, должны быть подвергнуты обследованию для выяснения причин, затрудняющих погружение, и принято решение о возможности использования имеющихся свай или погружений дополнительных.
12.1.13 При вибропогружении железобетонных свай-оболочек и открытых снизу полых круглых свай следует принимать меры по защите их железобетонных стенок от образования продольных трещин в результате воздействия на них гидродинамического давления, возникающего в полости свайных элементов при вибропогружении в воду или разжиженный грунт. Мероприятия по предотвращению появления трещин должны быть разработаны в ППР и проверены в период погружения первых свай-оболочек.
12.1.4 На последнем этапе погружения сваи-оболочки в целях предотвращения разуплотнения грунта основания в полости свай-оболочек необходимо оставлять грунтовое ядро высотой согласно РД, но не менее 2 м от низа ножа оболочки в случае применения гидромеханизации и не менее 0,5 м при применении механического способа удаления грунта.
12.1.15 Перед погружением стальной шпунт следует проверить на прямолинейность и чистоту полостей замков протаскиванием на стенде через двухметровый шаблон.
Замки и гребни шпунтин при подъеме их тросом необходимо защищать деревянными прокладками.
12.1.16 При устройстве замкнутых в плане конструкций или ограждений погружение шпунта следует производить, как правило, после его предварительной сборки и полного замыкания.
12.1.17 Извлечение шпунта следует производить механическими устройствами, способными развивать выдергивающие усилия, в 1,5 раза превышающие усилия, определенные при пробном извлечении шпунта в данных или аналогичных условиях.
Скорость подъема шпунта при их извлечении не должна превышать 3 м/мин в песках и 1 м/мин в глинистых грунтах.
12.1.18 Предельную отрицательную температуру, при которой допускается погружение стального шпунта, устанавливает проектная организация в зависимости от марки стали, способа погружения и свойств грунта.
12.1.19 Устройство набивных вытеснительных свай следует осуществлять путем погружения в грунт стальных обсадных труб с теряемым наконечником или уплотненной бетонной пробкой, удаляемой ударами молота. Погружение указанных труб допускается осуществлять специализированными станками, оснащенными погружающими механизмами ударного, вибрационного или завинчивающего действия. Трубы после бетонирования извлекают.
Производство и приемка работ по устройству набивных вытеснительных свай должны осуществлять на основании ППР, разработанного с учетом требований настоящего подраздела и индивидуальных особенностей применяемого при этом специализированного оборудования.
Буровые и буронабивные сваи
12.2.1 Устройство буровых и буронабивных свай следует выполнять с применением универсальных агрегатов грейферного, ударного, роторного, ковшового или шнекового типа, позволяющих помимо бурения скважины производить установку армокаркасов и бетонирование, а также извлечение обсадных труб.
При отсутствии подземных вод в пределах глубины заложения свай их устройство может быть осуществлено в сухих скважинах без крепления их стенок, в водонасыщенных грунтах с их креплением извлекаемыми обсадными трубами, глинистыми (бентонитовыми) или полимерными растворами, а в некоторых случаях — под избыточным давлением воды.
12.2.2 В песках и обводненных грунтах бурение скважины опережающим забоем недопустимо.
12.2.3 Глинистые (бентонитовые) растворы, применяемые для крепления стенок разбуриваемых скважин, должны удовлетворять требованиям, изложенным в разделе 14.
12.2.4 Уровень глинистого (бентонитового) раствора в скважине в процессе ее бурения, очистки и бетонирования должен быть выше установившегося уровня напорных грунтовых вод (или горизонта воды на акватории) не менее чем на 3,0 м.
При бурении скорость подъема бурового инструмента следует ограничивать во избежание возникновения поршневого эффекта, сопровождающегося суффозией околоскважинного грунта.
12.2.5 По окончании бурения следует проверить соответствие РД фактических размеров скважин, отметки их устья, забоя и расположения каждой скважины в плане, а также установить соответствие типа грунта основания данным инженерно-геологических изысканий (при необходимости с привлечением геолога). Если нельзя преодолеть препятствия, встретившиеся в процессе бурения, решение о возможности использования скважин для устройства свай должна принять организация, проектировавшая фундамент.
12.2.6 При устройстве буронабивных свай забой скважины должен быть тщательно очищен от разрыхленного грунта или при отсутствии воды в скважине уплотнен трамбованием.
Уплотнение неводонасыщенных грунтов следует проводить путем сбрасывания в скважину трамбовки (при диаметре 1 м и более — массой не менее 5 т, при диаметре скважины менее 1 м — 3 т). Уплотнение грунта забоя скважины также может быть выполнено методом виброштампования, в том числе с добавлением жестких материалов (щебень, жесткая бетонная смесь и т.п.). Трамбование грунта в забое скважины необходимо производить до величины "отказа", не превышающей 2 см.
12.2.7 Перед бетонированием и после установки арматурного каркаса должно быть произведено повторное освидетельствование скважины на отсутствие рыхлого грунта, осыпей, вывалов, воды и шлама в забое скважины. Непосредственно перед подводной укладкой бетонной смеси в каждой скважине, пробуренной в скальном грунте, необходимо с поверхности забоя смыть буровой шлам. Для промывки следует обеспечить подачу воды под избыточным давлением от 0,8 до 1 МПа при расходе от 150 до 300 м3/ч. Промывку следует продолжать в промежутке от 5 до 15 мин до исчезновения остатков шлама (о чем должен свидетельствовать цвет воды, переливающейся через край обсадной трубы или патрубка). Промывку необходимо прекращать только в момент начала движения бетонной смеси в бетонолитной трубе.
12.2.8 Сухие скважины в песках, обсаженные инвентарными стальными трубами или железобетонными оболочками, а также необсаженные скважины, пробуренные в пластах суглинков и глин, расположенных выше уровня подземных вод и не имеющих прослоек и линз песков и супесей, разрешается при отсутствии воды бетонировать без применения бетонолитных труб способом свободного сброса бетонной смеси с высоты не более 6 м. Допускается в указанных условиях укладывать бетонную смесь способом свободного сброса также с высоты не более 20 м при условии получения положительных результатов при опытной проверке этого способа с использованием смеси со специально подобранными составом и подвижностью. При свободном сбросе бетон разрешается подавать через воронку с направляемым патрубком.
В скважины, заполненные водой, глинистым или полимерным растворами, бетонную смесь следует укладывать способом ВПТ, оснащенной бункером и пробкой, для исключения перемешивания бетона с раствором. Вначале труба должна доставать до забоя скважины. Затем она поднимается на величину не менее ее диаметра, и производится заполнение скважины. В процессе бетонирования необходимо на всех этапах контролировать уровень бетонной смеси в скважине и заглубление бетонолитной трубы в бетонную смесь не менее чем на 1,5 м.
12.2.9 В обводненных песчаных грунтах, а В просадочных и в других неустойчивых грунтах бетонирование свай следует производить не позднее 8 ч после окончания бурения, а в устойчивых грунтах — не позднее 24 ч. При невозможности бетонирования в указанные сроки бурение скважин начинать не следует, а бурение начатых скважин прекратить, не доведя их забой на 1-2 м до проектного уровня и не разбуривая уширений. Бетонирование свай допускается начинать только при наличии на площадке объема бетона, необходимого для ее заполнения с запасом не более 15%.
12.2.10 В целях предотвращения подъема и смещения в плане арматурного каркаса укладываемой бетонной смесью и в процессе извлечения бетонолитной или обсадной трубы, каркас необходимо закрепить в проектном положении.
Свайные работы
Свайные работы включают следующие технологические процессы: погружение свай и свай-оболочек, изготовление набивных свай, бурение скважин, срезку свай, пробную забивку и производственные испытания свай, устройство ростверка. Шпунтовые ограждения устраивают в виде сплошных рядов шпунта или труб различного диаметра.для защиты котлованов и траншей от грунтовых вод, организации противофильтрационных завес и перемычек в строительстве гидротехнических и других сооружений. Основным работам по устройству свайных фундаментов предшествуют подготовительные: завоз и складирование свай, свай-оболочек и шпунта; разбивка осей свайного поля и мест погружения свай; проверка состояния элементов и узлов сборки составных свай.В процессе подготовки производства должны быть определены нормокомплекты машин(установки для забивки свай), механизмов, технологической оснастки, типы копрового и сваебойного оборудования, установлены технически и технологически целесообразные характеристики бурильных станков и бетонирующих агрегатов, сваепогружающих молотов и погружателей.Работы по устройству свайных фундаментов осуществляются в следующей последовательности: планировка площадки; разбивка осей здания и рядов свай, пробная забивка свай и испытание их динамической и статической нагрузкой; погружение свай; сдача и приемка погруженных свай; срубка голов свай и подготовка их под ростверк; устройство ростверка; сдача и приемка ростверка.
Свайные работы выполняют при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений жилищного, промышленного, сельскохозяйственного и транспортного строительства, а также подпорных стен, шпунтовых ограждений, противофильтрационных завес, опор мостов, подземных сооружений. Свайные работы характеризуется высоким уровнем индустриальности и представляют собой совокупность комплексно-механизированных технологических процессов.
Устройство свайных фундаментов позволяет значительно снизить трудоемкость работ нулевого цикла, сократить продолжительность строительства объектов, повысить качество работ.Так, например, в слабых грунтах при замене ленточных фундаментов свайными можно уменьшить объем земляных работ на 70 — 85 % или полностью исключить их, сократить расход бетона на 25 — 40 % повысить надежность эксплуатации сооружений за счет уменьшения осадок основания.В сложных грунтовых условиях (слабые водонасыщенные грунты, высокий уровень грунтовых вод, мерзлые пучинистые грунты, фундаменты глубокого заложения в стесненных условиях и др.) устройство свайных фундаментов — часто единственное целесообразное решение выполнения работ нулевого цикла, на долю которого приходится около 15 % трудовых затрат и до 40 % общей продолжительности строительства объектов.В настоящее время в строительстве получили массовое применение забивные железобетонные сваи. Работы по их устройству составляют 90 % всего объема свайных работ: на другие типы свай, в том числе набивные сваи, приходится всего 10 %, хотя в ряде случаев они эффективнее забивных. Известно, что применение забивных железобетонных свай в плотных грунтах приводит к тому, что они не добиваются до проектных отметок или разрушаются в процессе забивки. Это приводит к перерасходу материала, недоиспользованию несущей способности и снижению эффективности применения свай.При всем многообразии конструктивных решений свайных фундаментов важнейшее значение имеет правильный выбор типа свай с учетом инженерно-геологических и климатических условий строительства, конструктивных особенностей сооружений, величины и направления действующих нагрузок и других факторов, определяющих технологию свайных работ. Необходимо учитывать Всю сумму взаимосвязанных факторов строительного производства: изменяющиеся климатические и грунтовые условия; разнообразие видов свайных фундаментов и типов конструкций свай; широкую номенклатуру сваепогружающих машин; оптимальную технологию и организацию выполнения работ.
Способы (методы) погружения свай в грунт.
Различают следующие типы свай по способу их устройства на мерзлых и вечномерзлых грунтах:буроопускные — погружаемые под действием собственной силы тяжести в предварительно пробуренные скважины, диаметр которых больше поперечного сечения свай (эти сваи получили распространение в жилищном строительстве Норильска и Якутска при выполнении фундаментов в твердомерзлых грунтах);бурозабивные — погружаемые забивкой или вибрацией в ли-дерную скважину, имеющую диаметр меньше, чем поперечный размер сваи (опыт их использования накоплен в Воркуте, Магадане, Норильске при строительстве на пластично-мерзлых грунтах);забивные — погружаемые с помощью молотов или вибрированием непосредственно в мерзлый грунт (такие сваи можно применять только в пластично-мерзлых грунтах без крупнообломочных включений при производстве работ в летнее и осеннее время, когда поверхностный слой грунта не в твердомерзлом состоянии, возможность их погружения выясняется на основании забивки пробных свай); забивные сваи в твердомерзлых грунтах практически не устраиваются из-за невозможности их погружения;опускные — погружаемые под действием собственной массы в предварительно оттаянный грунт (сваи этого типа применяются в твердомерзлых грунтах и особенно широко в Якутске);бурообсадные — полые круглые сваи-оболочки с ножевым кольцом, погружаемые путем разбуривания забоя через полостьсвай и периодической забивкой (рекомендуются к применению при чередовании слоев талого и мерзлого грунта, а также при наличии грунтовых вод); полость сваи заполняется грунтом или бетоном;буронабивные сваи — устраиваемые посредством укладки бетона в предварительно пробуренную скважину с установленным в ней арматурным каркасом (такие сваи применяются в Норильске при строительстве по принципу I, когда верхний слой грунта — талый; применение таких свай в вечномерзлых грунтах опробовано в Норильске и Якутске).Выбор того или иного способа погружения свай в вечномерзлые грунты диктуется технико-экономическими обоснованиями с учетом технологических достоинств и недостатков выполнения работ.
Контроль качества погружения (забивки ) свай
Контроль качества работ по устройству свайного фундамента ведется пооперационно с оформлением актов подготовки котлована, подъездных путей, геодезической разбивки, погружения свай, устройства ростверка.Основным требованием к качеству погружения сваи является достижение ею заданной несущей способности. Допустимая нагрузка на сваю зависит от глубины, точности и технологии ее погружения, а также от грунтовых условий.
Наиболее достоверное значение несущей способности свай дает(опытная забивка свай,пробная забивка свай) их статическое испытание, однако оно трудоемко и длительно. Поэтому в процессе производства работ применяется менее точный, но простой и удобный в исполнении динамический метод испытания свай, сущность которого основана на корреляции зависимости сопротивления сваи и отказа.Отказом сваи называется глубина погружения сваи в грунт от одного удара молота, определяемая как среднее арифметическое значение величины глубины погружения сваи от определенного числа ударов (залога).
Число ударов в залоге для молотов подвесных и одиночного действия принимают равным 10 (для молотов двойного действия и вибропогружателей принимают число ударов или работу механизма в течение 2 мин). Этот фактический отказ сравнивается с расчетным (проектным), который устанавливают проектировщики исходя из инженерно-геологических условий, с целью контроля несущей способности сваи.
Отказ замеряется в конце погружения сваи с точностью до 1 мм не менее чем от трех последовательных залогов. Свая, не давшая расчетного (проектного) отказа, должна быть подвергнута контрольной добивке после отдыха и засасывания ее в грунте в течение 6 суток — для глинистых и разнородных грунтов, 10 суток для водона-сыщенных мелких и пылеватых песков.
20 суток для мягко-и текучепластичных глинистых грунтов. Сваи, давшие ложный отказ, или сваи, не забитые на 10 — 15 % длины, следует подвергнуть обследованию с целью устранения причин, затрудняющих забивку. В случае; если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектная организация должна провести контрольные испытания свай статической нагрузкой и откорректировать проект свайного фундамента или его часть.Погружение свай может производиться как до проектного отказа, так и до проектной отметки (устанавливается проектом). Последнее возможно только в тех случаях, когда под острием сваи залегают слабые грунты и несущая способность сваи не превышает 200 кН.
Выбор способа, типа машин (копров) и оборудования для сваебойных работ
Выбор способа погружения свай зависит от грунтовых условий, конструкции, длины и массы сваи.Наиболее распространенным способом является ударное погружение свай с помощью падающих механически^ и дизель-молотов, реже паровоздушных молотов. Ударный способ рационален для погружения цельных и составных железобетонных свай сечением 0,2х0,2 — 0,4х0,4 м, длиной до 30 м в любых грунтах.Вибропогружение эффективно при наличии рыхлых песчаных грунтов и супесчаных водонасыщенных грунтов; вибровдавливание рекомендуется при погружении в мягкопластичные, текучепластичные и текучие суглинки и глины; применение вдавливания статической нагрузкой ограничивается глинистыми грунтами текучей консистенции.
В ряде случаев применяют свайные погружатели комбинированного действия, например вибромолоты, в которых используется ударная сила молота и действие вибропогружателя, или установки статического вдавливания в сочетании с вибропогружателями.Широко распространенная ударно-вибрационная технология погружения имеет ряд недостатков: необходимость усиленного армирования свай; значительное влияние ударных и вибрационных нагрузок на рабочие органы машины, близкостоящие здания; нарушение структуры грунта и неравномерность осадок фундаментов; высокий уровень шума и вибраций при забивке свай.Поэтому в настоящее время продолжается поиск новых, более прогрессивных и эффективных технологий устройства свайных фундаментов и способов погружения свай с использованием предварительного бурения лидерных скважин, и методом вдавливания и завинчивания свай.Выбор молота для забивки свай и свай-оболочек производят исходя из предусмотренной проектом несущей способности сваи (сваи-оболочки), ее массы и плотности грунта. Ориентировочно масса ударной части молота должна быть при длине сваи более 12 м не меньше массы сваи, при длине до 12 м — не менее 1,5 и 1,25 ее массы (если забивка ведется соответственно в плотных и связных грунтах).
Можно также пользоваться указаниями СНиПа, в которых соотношение массы молота и железобетонной сваи к расчетной энергии удара рекомендуется принимать: не менее 3 — для подвесных молотов, не менее 5 — для штанговых дизель-молотов и не менее 6 — для трубчатых дизель-молотов и молотов двойного действия. Молоты двойного действия используют для забивки и извлечения легких трубчатых металлических свай и стального шпунта.Сваи забивают в строго определенной технологической последовательности.
Последовательно-рядовая схема забивки применяется в несвязных грунтах; в глинах и суглинках она приводит к неравномерным осадкам грунта, отклонению свай от проектного положения. Концентрическая схема забивки от краев свайного поля к центру характеризуется сильным уплотнением грунта в центральной зоне и выпиранием свай, поэтому ее следует применять в слабых, водонасыщенных грунтах.
Концентрическая забивка от центра свайного поля к краям рекомендуется в слабосжимаемых грунтах, при других схемах сваи в процессе забивки могут отклоняться из-за неравномерного уплотнения и обжатия грунта. При секционной схеме забивки, применяемой в связных грунтах, забивают сначала сваи в граничных рядах секций, а затем ведут последовательно-рядовую забивку в пределах секций.
Такая схема забивки позволяет равномерно распределить ^нагрузку на грунт по всей площади свайного поля. Необходимой точности погружения свай в плане и по высоте можно добиться за счет такой организации работ и применения оптимальных проходок копровых агрегатов, при которых отклонения свай будут минимальными. Так, например, повторная добивка свай, использование секционной схемы забивки и применение наклонных свай позволяют устранить выпирание последних и отклонение их от проектного положения.При устройстве свайных фундаментов в виде кустов свай или свайного поля в котловане вытянутой формы шириной до 18 м целесообразно использовать мостовую копровую установку конструкции ЦНИИОМТП с координатно-шаговым механизмом, имеющим программное управление.Универсальные самоходные копры типа СП-69 (рис. 4, б), смонтированные на платформе башенных кранов, обеспечивают забивку железобетонных свай длиной до 25 м.Установка на базе крана для работ нулевого цикла может быть применена не только для забивки свай, но и для монтажа сборных элементов ростверка.
Погружение свай забивкой
В ППР свайных работ включаются технологические карты, исполнительные схемы, графики, технологические схемы погружения свай, излагается технология погружения свай и устройства ростверков.Забивку свай выполняют в соответствии с исполнительной схемой свайного поля по рабочим чертежам проекта, содержащим данные о длине свай, их сечении, глубине погружения, величине отказа, направлениях перемещения копра, с соблюдением технологии забивки свайДанные о погружении свай необходимо записывать в «Журнал забивки свай») В состав основных работ входят: перемещение копра или копровой установки к месту погружения сваи; строповка и подтягивание сваи к копру; установка сваи на точку погружения и выверка правильности ее положения; закрепление на свае наголовника; установка погружателя и расстроповка сваи; погружение сваи с выверкой ее положения; снятие погружателя и наголовника; срубка недопогруженной части сваи или забивка дублирующей сваи.
Виды свай и свайных фундаментов
Различают сваи забивные, или заводского изготовления, и набивные, которые устраивают непосредственно на строительной площадке в полостях пробуренных скважин заданного диаметра. Сваи-стойки, прорезая слои слабых грунтов, передают нагрузку своим острием на глубоко расположенный прочный грунт, а висячие сваи воспринимают ее преимущественно боковой поверхностью за счет сил трения по всей высоте сваи.
Практически чаще всего имеет место сочетание этих двух состояний работы сваи. В соответствии с направлением погружения конструкций в грунт различают сваи вертикальные и наклонные.
Анкерные и корневидные сваи применяют в тех случаях, когда фундамент предназначается для восприятия значительных горизонтальных и выдергивающих усилий.Расположение свай в плане может быть: одиночным — под отдельно стоящие опоры; ленточным в несколько рядов — под стены зданий; кустовым — под тяжелые колонны и опоры; в виде сплошного свайного поля — под специальные высотные сооружения (дымовые трубы, доменные печи и т. п.).Из забивных свай наиболее ударостойкими являются железобетонные предварительно напряженные сваи, верхняя часть которых дополнительно армируется или усиливается ударопрочным фибробетонным оголовком. Известно, что в процессе забивки свай в них возникают не только сжимающие, но и значительные растягивающие усилия, которые воспринимает стержневая, проволочная или прядевая арматура.
Для изготовления свай используют бетон не ниже М200, для предварительно напряженных — бетон М300, М400.При возведении фундаментов в слабых, неустойчивых, водонасыщенных грунтах находят применение следующие виды железобетонных свай: с уширениями по стволу; полые круглого сечения; призматические и пирамидальные. Последние, благодаря развитым наклонным поверхностям могут воспринимать большие, нагрузки по сравнению с призматическими при меньшем расходе материала.
Ромбовидные сваи сплошного сечения рекомендуются на пучинистых грунтах.Представляют интерес также сваи с инвентарной многократно используемой арматурой и составные многосекционные, которые стыкуются между собой сваркой закладных деталей, болтовым соединением металлических фланцев или замковыми устройствами специальной конструкции. В качестве анкерных инвентарных устройств широко распространены винтовые сваи металлические или комбинированные с использованием железобетона и пластмассы.
Винтовой наконечник имеет диаметр лопасти, превышающий диаметр сваи, благодаря чему такие сваи хорошо воспринимают как вдавливающие, так и выдергивающие нагрузки.Массовому внедрению забивных свай способствовало быстрое освоение серийного производства высокопроизводительного копрового и сваебойного оборудования (для коротких свай длиной до 8 м, длинных 16 — 20 м и составных), которое позволило прорезать толщу слабых грунтов и опирать сваи на прочные коренные породы.Опыт применения свайных фундаментов показал, что весьма эффективной является конструкция свая-колонна, позволяющая полностью исключить работы по устройству ростверков, а также связанные с этим земляные работы. Использование свай-колонн при строительстве сельскохозяйственных объектов позволяет уменьшить стоимость работ нулевого цикла и сократить продолжительность строительства.В особых условиях строительства, при возведении фундаментов глубокого заложения, применяют стальные сваи, которые изготовляют из прокатных профилей или труб длиной 20 — 30 м, а также трубобетонные стальные полые трубы, заполненные бетоном.Шпунтовые сваи (деревянные, стальные и железобетонные) используют при устройстве сплошного ограждения, подпорных стен, временного ограждения котлованов и траншей.
Металлический шпунт промышленного сортамента изготовляется различного профиля и может быть применен многократно.Ростверк — конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание. Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные высокие и низкие ростверки. При безростверковых свайных фундаментах для крупнопанельных зданий до двенадцати этажей вместо ростверков применяют сборные железобетонные оголовки, которые насаживают на головы свай и замоноличивают бетоном М200. Устройство монолитных ростверков свяла но с выполнением трудоемких опалубочных, арматурных и бетонных работ, которые отсутствуют при сборном варианте. Наиболее экономичны предварительно напряженные железобетонные ростверки.
